Java:使所有字段成为最终字段或可变字段？

Question

如果我有一个在线程之间共享的对象，在我看来，每个字段都应该是 final 或 volatile，理由如下:

• 如果该字段应该改变(指向另一个对象，更新原始值)，那么该字段应该是volatile，以便所有其他线程对新值进行操作。仅仅对访问所述字段的方法进行同步是不够的，因为它们可能会返回缓存值。

• 如果该字段永远不应该更改，请将其设为 final。

但是，我找不到任何关于此的信息，所以我想知道这个逻辑是否有缺陷或太明显了？

EDIT 当然可以使用 final AtomicReference 或类似的，而不是 volatile。

编辑 例如，参见 Is getter method an alternative to volatile in Java?

EDIT以避免混淆:这个问题是关于缓存失效的!如果两个线程对同一个对象进行操作，对象的字段可以被缓存(每个线程) ，如果它们没有被声明为 volatile。如何保证缓存正确失效？

最终编辑感谢@Peter Lawrey，他向我指出了 JLS §17(Java 内存模型)。据我所知，它声明同步在操作之间建立了先发生关系，因此如果这些更新“发生在之前”，则一个线程可以看到来自另一个线程的更新，例如如果非 volatile 字段的 getter 和 setter 已同步。

Answer 1

虽然我觉得 private final 可能应该是字段和变量的默认值，使用 var 之类的关键字使其可变，在不需要时使用 volatile是

• 慢得多，通常慢 10 倍左右。
• 通常不会为您提供所需的线程安全性，但会降低此类错误出现的可能性，从而使查找此类错误变得更加困难。
• 与 final 不同，它通过说不应该更改来提高清晰度，在不需要时使用 volatile，可能会在读者尝试工作时造成混淆找出为什么它会变得不稳定。

if the field should be changed (point to another object, update the primitive value), then the field should be volatile so that all other threads operate on the new value.

虽然这对于读取来说很好，但请考虑这个简单的情况。

volatile int x;

x++;

这不是线程安全的。因为它是一样的

int x2 = x;
x2 = x2 + 1; // multiple threads could be executing on the same value at this point.
x = x2;

更糟糕的是，使用 volatile 会使此类 bug 更难找到。

正如 yshavit 指出的那样，使用 volatile 更新多个字段更难解决，例如HashMap.put(a, b) 更新多个引用。

Merely a synchronization on the methods which access said field is insufficient because they might return a cached value.

synchronized 为您提供 volatile 的所有内存保证以及更多，这就是它明显变慢的原因。

注意:仅仅 synchronized-ing 每个方法也并不总是足够的。 StringBuffer 使每个方法都同步，但在多线程上下文中比无用更糟糕，因为它的使用可能容易出错。

很容易假设实现线程安全就像撒仙尘一样，添加一些神奇的线程安全，你的错误就会消失。问题是线程安全更像是一个有很多洞的桶。堵住最大的洞，bug 似乎就消失了，但除非你把它们都堵上，否则你没有线程安全，但它可能更难找到。

就同步与易失而言，这表明

Other mechanisms, such as reads and writes of volatile variables and the use of classes in the java.util.concurrent package, provide alternative ways of synchronization.

https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se7/html/jls-17.html